封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟_中国煤炭行业知识服务平台

封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟

作者

秦跃平郝永江刘鹏王健
单位

中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院
摘要

为研究瓦斯在煤粒中流动的基本规律,设计了封闭空间内的煤粒瓦斯解吸实验,分别以菲克和达西定律为基础,建立了该条件下煤粒瓦斯放散的数学模型,通过有限差分的方法进行离散并编制程序进行解算,最终实验和数值模拟都得到了4种粒径的煤样在不同初始压力下累积解吸量随时间的变化关系。根据实验和模拟结果分别绘制ln[1-(Qt/Q∞)2]-t关系图进行对比,结果表明:在菲克模拟中,无论扩散参数B如何变化,其结果始终为一条直线;而达西模拟和实验结果有明显的曲线特征并且两者拟合度较高,说明在封闭空间内煤粒中的瓦斯流动更符合达西定律。结合以往研究可知,无论外部压力变化与否,瓦斯在煤粒内的流动都服从达西定律而不是菲克定律。
关键词

封闭空间煤粒瓦斯菲克扩散达西渗流有限差分
基金项目(Foundation)

国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201202)；
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